Москва находится в центре Восточно-Европейской равнины, в междуречье Оки и Волги, на стыке Смоленско-Московской возвышенности (на западе), Москворецко-Окской равнины (на востоке) и Мещёрской низменности (на юго-востоке), недалеко от границы лесной и лесостепной природной зоны, которая подступает к городу с юго-востока по долине реки Москвы. Город располагается на Русской плите, входящей в состав Восточно-Европейской платформы; к северу и северо-востоку от Москвы находится Московская синеклиза — крупнейшая депрессия центральной части Восточно-Европейской платформы. Территория города по состоянию на 1 января 2014 года составляет 2561,5 км², примерно треть этой площади (878,7 км²) находится внутри кольцевой автомагистрали (МКАД)[23].
Москва находится в часовой зоне МСК (московское время). Смещение применяемого времени относительно UTC составляет +3:00. В соответствии с применяемым временем и географической долготой средний солнечный полдень в Москве наступает в 12:30.
См. также: Геология Москвы
Наивысшая точка находится на Теплостанской возвышенности и составляет 255 м, самая низкая точка — вблизи Бесединских мостов, где река Москва покидает город (высота этой точки над уровнем моря составляет 114,2 м).
См. также: Рельеф Москвы
Город располагается на обоих берегах реки Москвы, в её среднем течении. Помимо этой реки, на территории города протекает несколько десятков других рек (притоков Москвы), наиболее крупные из которых — Сходня, Химка, Пресня, Неглинная, Яуза и Нищенка (левые притоки), а также Сетунь, Котловка и Городня (правые притоки). В Москве много и других водоёмов: в пределах МКАД около 150 малых рек и ручьёв, многие из которых протекают в коллекторах, а также около 240 открытых водоёмов (прудов и озёр).
